金屬腐蝕學教材課件

金屬腐蝕學路民旭

張雷材料學院腐蝕與防護中心1金屬腐蝕學路民旭張雷1目錄第一部分金屬腐蝕學

緒論腐蝕電化學理論基礎(chǔ)全面腐蝕和局部腐蝕應力作用下的腐蝕自然環(huán)境中的腐蝕金屬的高溫腐蝕第二部分典型環(huán)境中的金屬腐蝕與防護石油天然氣生產(chǎn)中的腐蝕與控制宇航條件下的材料失效核反應堆材料腐蝕2目錄第一部分金屬腐蝕學2第一章緒論引言材料腐蝕的定義材料腐蝕與防護研究的意義材料腐蝕科學的發(fā)展材料腐蝕的分類材料防護的基本途徑材料腐蝕科學及防護技術(shù)的主要內(nèi)容3第一章緒論引言3引言材料+化學+力學腐蝕4引言材料+化學+力學腐蝕4腐蝕(corrosion)源于拉丁文“corrdere”，意即“損壞”、“腐爛”20世紀60年代前，材料腐蝕的定義只局限于金屬生銹：鐵及鐵基合金生成以水合氧化鐵為主的腐蝕腐蝕的概念逐步涉及到整個材料領(lǐng)域塑料發(fā)脹或開裂木頭干裂或腐爛花崗巖風蝕水泥剝離脫落引言5腐蝕(corrosion)源于拉丁文“corrdere”，意斷裂：強度、力學破壞、瞬間破壞磨損：表面、力學-摩擦損壞、緩慢腐蝕：表面、化學-力學損壞、不可再生材料損壞的基本形式腐蝕的定義6斷裂：強度、力學破壞、瞬間破壞磨損：表面、力學-摩擦廣義的腐蝕材料在服役損壞過程中，腐蝕與磨損、腐蝕與斷裂往往協(xié)同進行，甚至三種損壞同時發(fā)生。廣義的腐蝕包括了腐蝕與磨損、斷裂等的協(xié)同作用，是一個交叉學科的領(lǐng)域。腐蝕的定義7廣義的腐蝕材料在服役損壞過程中，腐蝕與磨損、腐蝕與斷腐蝕是材料受環(huán)境介質(zhì)的化學、電化學和物理作用產(chǎn)生的損壞或變質(zhì)現(xiàn)象。腐蝕包括化學、電化學與機械因素或生物因素的共同作用。

~~~~~~~~~~~~~~~~環(huán)境介質(zhì)：材料-環(huán)境交互作用表面/界面現(xiàn)象自發(fā)現(xiàn)象材料損傷腐蝕的定義宏觀上：材料質(zhì)量流失、強度退化微觀上：組織、結(jié)構(gòu)或價態(tài)的改變8腐蝕是材料受環(huán)境介質(zhì)的化學、電化學和物理作用產(chǎn)生的損腐蝕現(xiàn)象的本質(zhì)干電池潮濕大氣中腐蝕的鋼板鋅皮碳棒NH4Cl溶液ZnC離子通道電子通道+++---金屬陽極離子通道電子通道9腐蝕現(xiàn)象的本質(zhì)干電池潮濕大氣中腐蝕的鋼板鋅皮碳棒NH4Cl溶（1）自發(fā)性煉鐵過程腐蝕過程鋼鐵礦石能級增大放出能量外加熱、電能量腐蝕的特點10（1）自發(fā)性煉鐵過程腐蝕過程鋼鐵礦石能級增大放出能量外加熱、（2）普遍性純金屬最低能級狀態(tài)一般為其化合物（除Au、Pt）普遍存在的空氣和水是兩類主要腐蝕環(huán)境（O2、H+）腐蝕的特點11（2）普遍性純金屬最低能級狀態(tài)一般為其化合物（除Au、Pt）（3）隱蔽性發(fā)展速度緩慢 不銹鋼在海水中點蝕：10年孕育期表現(xiàn)形式不易被發(fā)覺

生銹：容易觀察 應力腐蝕斷裂：表面光亮如新、內(nèi)部慢布裂紋腐蝕的特點12（3）隱蔽性發(fā)展速度緩慢表現(xiàn)形式不易被發(fā)覺腐蝕的特點材料腐蝕給國民經(jīng)濟帶來巨大損失

腐蝕事故危及人身安全腐蝕造成資源和能源的浪費腐蝕引起環(huán)境污染腐蝕的危害腐蝕與防護的意義13材料腐蝕給國民經(jīng)濟帶來巨大損失腐蝕的危害腐蝕與防1鋼鐵工業(yè)－腐蝕掉如此多的鋼鐵每年腐蝕：大約10～20％的金屬年產(chǎn)量

2003年鋼產(chǎn)量世界：9.625億噸中國：2.2億噸 美國：0.914億噸

世界每年腐蝕掉的鋼>美國的鋼產(chǎn)量；中國一年被腐蝕掉的鋼=一個大型鋼鐵企業(yè)的年產(chǎn)量腐蝕造成的危害141鋼鐵工業(yè)－腐蝕掉如此多的鋼鐵每年腐蝕：大約10～202交通運輸：鐵軌、機車部件的腐蝕和磨蝕；飛機零部件的高溫腐蝕和應力腐蝕； 船舶在海洋環(huán)境中的腐蝕；鋼軌的銹蝕、磨損機車底架：側(cè)梁鉚釘頭被局部腐蝕穿透機車氣缸：氣缸套壁空泡腐蝕：9mm5mm，甚至穿透……帶來極大的事故隱患!2300萬噸x1%/年=23萬噸/年每年使用120萬噸：1/5被腐蝕腐蝕造成的危害152交通運輸：鐵軌、機車部件的腐蝕和磨蝕；鋼軌的銹蝕、磨海洋環(huán)境中：海水腐蝕介質(zhì)、海洋大氣腐蝕介質(zhì)、 海水沖刷、復雜波動載荷等；船舶腐蝕：船體銹蝕、螺旋槳葉片電偶腐蝕、 水線腐蝕、應力腐蝕等。腐蝕造成的危害16海洋環(huán)境中：海水腐蝕介質(zhì)、海洋大氣腐蝕介質(zhì)、腐蝕造成的危害13能源電力：水電有水輪機組的腐蝕、葉片空蝕； 火電有鍋爐和管道的腐蝕； 核電站高溫、輻照、液態(tài)金屬等腐蝕； 煤礦安全； 油氣開采和運輸造成設(shè)備和管道的腐蝕。腐蝕造成的危害173能源電力：水電有水輪機組的腐蝕、葉片空蝕；腐蝕造成的危害電力：高溫、高壓、高流速、高轉(zhuǎn)速 鍋爐、汽輪機、凝汽機、發(fā)電機、加熱器、水泵、管道100萬kw的電站：腐蝕停運—幾萬美元/天過熱器管腐蝕泄漏：蝕坑（針孔～10mm）

原因：鍋爐停用時大氣腐蝕造成局部銹點； 鍋爐運行時銹點處高溫腐蝕腐蝕造成的危害18電力：高溫、高壓、高流速、高轉(zhuǎn)速100萬kw的電站：腐蝕停煤礦：井下潮濕，水質(zhì)變化大 氧氣充分，多含SO2、CO、甲烷… 井下設(shè)備磨損嚴重煤礦井筒裝備：腐蝕速率0.17-0.25mm/y，平均壽命15年；排水管、離心泵在酸性井下水中的腐蝕；鋼軌、金屬支柱、支架的磨損和腐蝕…腐蝕造成的危害19煤礦：井下潮濕，水質(zhì)變化大煤礦井筒裝備：腐蝕速率0.17-0石油天然氣開采、集束和輸運：油氣田：O2、CO2、H2S、 地層水的腐蝕；長輸管道：內(nèi)部多相流動腐蝕、 外部土壤、微生物腐蝕海洋平臺、海底管道…腐蝕造成的危害20石油天然氣開采、集束和輸運：腐蝕造成的危害20塔里木油田某井油管腐蝕形貌圖腐蝕造成的危害21塔里木油田某井油管腐蝕形貌圖腐蝕造成的危害21含硫輸氣管線沿著焊縫開裂失效城市天然氣管道由于腐蝕造成的泄漏和爆炸腐蝕造成的危害22含硫輸氣管線沿著焊縫開裂失效城市天然氣管道由于腐蝕造成的泄漏4化工工業(yè)（石化、造紙等）金屬腐蝕造成設(shè)備的跑、冒、滴、漏可造成大量有毒的物質(zhì)泄漏，污染環(huán)境，危害人民的健康?；ぴO(shè)備：管道、鍋爐、儲存、閥門、冷凝；腐蝕造成的危害234化工工業(yè)（石化、造紙等）腐蝕造成的危害23導電電路絕緣層硅襯底元件結(jié)構(gòu)集成電路示意圖集成電路掃描電鏡照片1m6機械電子產(chǎn)品；腐蝕造成的危害24導電電路絕緣層硅襯底元件結(jié)構(gòu)集成電路示意圖集成電路掃描電鏡照7民生：自來水管的銹蝕；8環(huán)境污染…腐蝕造成的危害257民生：自來水管的銹蝕；腐蝕造成的危害25國外腐蝕損失調(diào)查結(jié)果腐蝕造成的危害26國外腐蝕損失調(diào)查結(jié)果腐蝕造成的危害26材料腐蝕帶來的經(jīng)濟損失約占國民生產(chǎn)總值的1.8～4.2％1975年美國腐蝕防護的意義27材料腐蝕帶來的經(jīng)濟損失約占國民生產(chǎn)總值的1.8～4.2％19通過普及腐蝕與防護知識，推廣應用先進的防腐蝕技術(shù)，腐蝕造成的經(jīng)濟損失可減少30％～40％。腐蝕損失與防護間關(guān)系的示意圖腐蝕防護的意義28通過普及腐蝕與防護知識，推廣應用先進的防腐蝕技術(shù)，腐每年僅腐蝕就造成經(jīng)濟損失：4%GDP材料服役失效造成的經(jīng)濟損失25-40%可以挽回2004年我國GDP＝13.7萬億元4%GDP損失＝5480億元可挽回＝1360～2100億元腐蝕防護的意義29每年僅腐蝕就造成經(jīng)濟損失：4%GDP材料服役失效造成的經(jīng)濟損腐蝕防護的意義不銹鋼的發(fā)明和應用：->硝酸和合成氨工業(yè)的發(fā)展美國阿波羅登月計劃：6%NO緩蝕劑避免儲存N2O4推進劑高壓容器的應力腐蝕破裂美國用30年（1947-1976）時間研究熔鹽原子能反應堆，但由于裂變產(chǎn)物對材料的腐蝕難以解決而放棄30腐蝕防護的意義不銹鋼的發(fā)明和應用：美國阿波羅登月計劃：材料腐蝕科學技術(shù)的發(fā)展春秋戰(zhàn)國18世紀金屬的氧化、溶解、鈍化19世紀鐵的鈍化膜形成歷程、金屬溶解的電化學本質(zhì)、腐蝕微電池特征、金屬在酸中溶解的動力學20世紀獨立學科，腐蝕歷程的基本電化學規(guī)律，腐蝕科學的基本理論：現(xiàn)代腐蝕科學青銅劍、箭鏃——含鉻表面涂層大漆——防腐涂料31材料腐蝕科學技術(shù)的發(fā)展春秋戰(zhàn)國18世紀金屬的氧化、溶解、鈍羅蒙諾索夫 金屬的氧化 （質(zhì)量不滅定律—推翻了“熱素”說）1790凱依爾 鐵在硝酸中的鈍化德.拉.里夫 金屬腐蝕微電池1833法拉第 電解定律——腐蝕量化計算 熱鍍鋅保護鋼板獲得專利1881卡楊捷爾 金屬在酸中的溶解動力學 鎳、鉻不銹鋼開始獲得實際應用材料腐蝕科學技術(shù)的發(fā)展1920-伊文思 腐蝕極化圖 瓦格納 混合電位理論 布拜 電位-pH圖 尤里格、方坦納、阿基莫夫、費魯姆金…… 32羅蒙諾索夫 金屬的氧化材料腐蝕科學技術(shù)的發(fā)展1920-材料腐蝕學科的新發(fā)展新機遇：先進的研究手段（HRTEM、AFM、XPS）

新材料和新的制備、加工技術(shù)新挑戰(zhàn)：服役環(huán)境更加苛刻腐蝕機理的需要深入研究新材料的腐蝕與防護材料腐蝕科學技術(shù)的發(fā)展33材料腐蝕學科的新發(fā)展新機遇：先進的研究手段（HRTEM、AF材料腐蝕學科的地位發(fā)達國家：科研實力強、科研人員多、科研投入大 美國腐蝕工程師協(xié)會（NACE） 經(jīng)費投入幾十億美元/年

我國：研究機構(gòu)多（各高校、中科院研究所）石油天然氣開發(fā)、石油化工、化學工業(yè)、船舶制造、航空航天、核能工業(yè)34材料腐蝕學科的地位發(fā)達國家：科研實力強、科研人員多、科研投入材料腐蝕的分類工業(yè)環(huán)境中的腐蝕自然環(huán)境中的腐蝕生物環(huán)境中的腐蝕大氣腐蝕土壤腐蝕淡水和海水腐蝕微生物腐蝕酸、堿、鹽溶液中的腐蝕工業(yè)水中的腐蝕熔鹽中的腐蝕石油天然氣的腐蝕液態(tài)金屬的腐蝕宇航環(huán)境核工業(yè)環(huán)境按材料所在環(huán)境35材料腐蝕的分類工業(yè)環(huán)境中的腐蝕自然環(huán)境中的腐蝕生大氣腐蝕大氣腐蝕所造成的金屬損失，約占金屬總腐蝕量的50％以上大氣腐蝕是金屬表面處于薄層電解液下的腐蝕，腐蝕過程服從電化學腐蝕的一般規(guī)律36大氣腐蝕大氣腐蝕所造成的金屬損失，約占金屬總腐蝕量的50％以土壤腐蝕土壤是由土粒、水、空氣、有機物等氣、液、固多種組分構(gòu)成的復雜的多相體系大多數(shù)金屬在土壤中的腐蝕為氧的去極化腐蝕37土壤腐蝕土壤是由土粒、水、空氣、有機物等氣、液、固多種組分構(gòu)海水腐蝕海水中含有大量氯離子，它能破壞鈍化膜，不銹鋼在海水中也要遭到嚴重的局部腐蝕海水的導電性好，腐蝕過程的電阻滯小，電偶腐蝕的影響范圍大如不加防護措施的話，海水中的青銅螺旋槳可引起遠達數(shù)十米處鋼質(zhì)船殼的腐蝕38海水腐蝕海水中含有大量氯離子，它能破壞鈍化膜，不銹鋼在海水中微生物腐蝕微生物的新陳代謝會產(chǎn)生酸、硫化物、氫等，能增加環(huán)境的腐蝕性可促進腐蝕的電極反應動力學過程改變金屬周圍氧的濃度，形成了氧濃差等局部腐蝕電池破壞保護性覆蓋層或緩蝕劑的穩(wěn)定性39微生物腐蝕微生物的新陳代謝會產(chǎn)生酸、硫化物、氫等，能增加環(huán)境局部腐蝕全面腐蝕均勻腐蝕不均勻腐蝕按材料腐蝕形態(tài)點蝕（孔蝕）縫隙腐蝕及絲狀腐蝕電偶腐蝕（接觸腐蝕）晶間腐蝕選擇性腐蝕40局部腐蝕全面腐蝕均勻腐蝕按材料腐蝕形態(tài)點蝕（孔蝕）40局部腐蝕(點蝕)均勻腐蝕全面腐蝕與局部腐蝕41局部腐蝕(點蝕)均勻點蝕（孔蝕）主要集中在某些活性點上，不斷向金屬內(nèi)部深處發(fā)展通常其腐蝕深度大于孔徑，嚴重時可使管道或設(shè)備穿孔表面上可觀察到許多斑點點蝕還可誘發(fā)成其它形式的腐蝕，如應力腐蝕破裂和腐蝕疲勞等42點蝕（孔蝕）主要集中在某些活性點上，不斷向金屬內(nèi)部深處發(fā)展4晶間（界）腐蝕腐蝕首先在晶粒邊界發(fā)生，并沿著晶界向縱深發(fā)展由于合金元素在晶粒邊界的富集或貧化，或者由于晶粒邊界存在雜質(zhì)所引起有拉應力的情況下，這種腐蝕更加危險高強度合金及不銹鋼就容易產(chǎn)生晶界腐蝕43晶間（界）腐蝕腐蝕首先在晶粒邊界發(fā)生，并沿著晶界向縱深發(fā)展4選擇性腐蝕合金中的某一組分由于腐蝕，優(yōu)先地溶解到電解質(zhì)溶液中去，從而造成另一組元素富集在金屬表面上例如，鑄鐵在介質(zhì)中，鐵素體被溶解，碳化物和石墨在表面積累灰口鑄鐵在土壤、礦石、鹽水等環(huán)境中使用時常發(fā)生選擇性腐蝕44選擇性腐蝕合金中的某一組分由于腐蝕，優(yōu)先地溶解到電解質(zhì)溶液中應力腐蝕開裂腐蝕疲勞磨損腐蝕（沖擊、振動）氫致腐蝕空泡腐蝕電化學腐蝕化學腐蝕：高溫氧化按腐蝕反應機理電化學作用電化學+機械作用電化學+生物作用物理溶解腐蝕：Fe在液體鈉中的腐蝕45應力腐蝕開裂電化學腐蝕化學腐蝕：高溫氧化按腐蝕反應機理電化學應力腐蝕開裂在機械應力與腐蝕介質(zhì)共同作用下，在遠低于屈服強度的條件下，發(fā)生突然的、沒有形變預兆的腐蝕破壞腐蝕疲勞當交變應力與腐蝕介質(zhì)共同作用下，產(chǎn)生的脆性斷裂作用金屬的疲勞極限大大降低，因而會過早地破裂電化學+機械作用46應力腐蝕開裂在機械應力與腐蝕介質(zhì)共同作用下，在遠低于屈服強度磨損腐蝕電化學腐蝕和機械磨損同時存在，兩者互相加速造成的破壞比單純腐蝕或單純磨損要大得多氫腐蝕金屬由于不恰當?shù)乃嵯?、電鍍、陰極保護，使表面有氫產(chǎn)生降低了金屬原子之間的結(jié)合強度，使材料變脆電化學+機械作用47磨損腐蝕電化學腐蝕和機械磨損同時存在，兩者互相加速氫腐蝕金屬全面腐蝕腐蝕疲勞應力腐蝕斷裂氫腐蝕及氫脆點蝕晶間腐蝕磨蝕高溫腐蝕其他各種腐蝕所占比例48全面腐蝕腐蝕疲勞應力腐蝕斷裂氫腐蝕及氫脆點蝕晶間腐蝕磨蝕高溫提高材料本身的抗蝕性：材料的熱力學穩(wěn)定性控制腐蝕動力學改變環(huán)境：介質(zhì)溫度與流速，介質(zhì)中O2、SO2含量，改變?nèi)芤簆H值，改變應力狀態(tài)，加入緩蝕劑等電化學保護：陰極極化降低氧化反應速度陽極鈍化防腐腐蝕防護的基本途徑49提高材料本身的抗蝕性：腐蝕防護的基本途徑49采用涂鍍層和表面改性： 化學轉(zhuǎn)化膜、金屬涂鍍層、非金屬涂層、改變材料表面結(jié)構(gòu)將材料與腐蝕介質(zhì)隔開： 采用襯里、防銹油、防銹紙等正確選材與合理設(shè)計腐蝕與防護的管理與教育腐蝕防護的基本途徑50采用涂鍍層和表面改性：腐蝕防護的基本途徑50材料腐蝕與防護的主要內(nèi)容腐蝕原理：金屬腐蝕電化學理論基礎(chǔ)腐蝕分類：全面腐蝕和局部腐蝕應力腐蝕：應力作用下的腐蝕自然腐蝕：在各種自然環(huán)境中的腐蝕高溫腐蝕:在高溫條件下的腐蝕防護途徑：金屬材料腐蝕防護的主要方法幾種典型環(huán)境下的腐蝕介紹51材料腐蝕與防護的主要內(nèi)容腐蝕原理：金屬腐蝕電化學理論基礎(chǔ)51金屬腐蝕學路民旭

張雷材料學院腐蝕與防護中心52金屬腐蝕學路民旭張雷1目錄第一部分金屬腐蝕學

緒論腐蝕電化學理論基礎(chǔ)全面腐蝕和局部腐蝕應力作用下的腐蝕自然環(huán)境中的腐蝕金屬的高溫腐蝕第二部分典型環(huán)境中的金屬腐蝕與防護石油天然氣生產(chǎn)中的腐蝕與控制宇航條件下的材料失效核反應堆材料腐蝕53目錄第一部分金屬腐蝕學2第一章緒論引言材料腐蝕的定義材料腐蝕與防護研究的意義材料腐蝕科學的發(fā)展材料腐蝕的分類材料防護的基本途徑材料腐蝕科學及防護技術(shù)的主要內(nèi)容54第一章緒論引言3引言材料+化學+力學腐蝕55引言材料+化學+力學腐蝕4腐蝕(corrosion)源于拉丁文“corrdere”，意即“損壞”、“腐爛”20世紀60年代前，材料腐蝕的定義只局限于金屬生銹：鐵及鐵基合金生成以水合氧化鐵為主的腐蝕腐蝕的概念逐步涉及到整個材料領(lǐng)域塑料發(fā)脹或開裂木頭干裂或腐爛花崗巖風蝕水泥剝離脫落引言56腐蝕(corrosion)源于拉丁文“corrdere”，意斷裂：強度、力學破壞、瞬間破壞磨損：表面、力學-摩擦損壞、緩慢腐蝕：表面、化學-力學損壞、不可再生材料損壞的基本形式腐蝕的定義57斷裂：強度、力學破壞、瞬間破壞磨損：表面、力學-摩擦廣義的腐蝕材料在服役損壞過程中，腐蝕與磨損、腐蝕與斷裂往往協(xié)同進行，甚至三種損壞同時發(fā)生。廣義的腐蝕包括了腐蝕與磨損、斷裂等的協(xié)同作用，是一個交叉學科的領(lǐng)域。腐蝕的定義58廣義的腐蝕材料在服役損壞過程中，腐蝕與磨損、腐蝕與斷腐蝕是材料受環(huán)境介質(zhì)的化學、電化學和物理作用產(chǎn)生的損壞或變質(zhì)現(xiàn)象。腐蝕包括化學、電化學與機械因素或生物因素的共同作用。

~~~~~~~~~~~~~~~~環(huán)境介質(zhì)：材料-環(huán)境交互作用表面/界面現(xiàn)象自發(fā)現(xiàn)象材料損傷腐蝕的定義宏觀上：材料質(zhì)量流失、強度退化微觀上：組織、結(jié)構(gòu)或價態(tài)的改變59腐蝕是材料受環(huán)境介質(zhì)的化學、電化學和物理作用產(chǎn)生的損腐蝕現(xiàn)象的本質(zhì)干電池潮濕大氣中腐蝕的鋼板鋅皮碳棒NH4Cl溶液ZnC離子通道電子通道+++---金屬陽極離子通道電子通道60腐蝕現(xiàn)象的本質(zhì)干電池潮濕大氣中腐蝕的鋼板鋅皮碳棒NH4Cl溶（1）自發(fā)性煉鐵過程腐蝕過程鋼鐵礦石能級增大放出能量外加熱、電能量腐蝕的特點61（1）自發(fā)性煉鐵過程腐蝕過程鋼鐵礦石能級增大放出能量外加熱、（2）普遍性純金屬最低能級狀態(tài)一般為其化合物（除Au、Pt）普遍存在的空氣和水是兩類主要腐蝕環(huán)境（O2、H+）腐蝕的特點62（2）普遍性純金屬最低能級狀態(tài)一般為其化合物（除Au、Pt）（3）隱蔽性發(fā)展速度緩慢 不銹鋼在海水中點蝕：10年孕育期表現(xiàn)形式不易被發(fā)覺

生銹：容易觀察 應力腐蝕斷裂：表面光亮如新、內(nèi)部慢布裂紋腐蝕的特點63（3）隱蔽性發(fā)展速度緩慢表現(xiàn)形式不易被發(fā)覺腐蝕的特點材料腐蝕給國民經(jīng)濟帶來巨大損失

腐蝕事故危及人身安全腐蝕造成資源和能源的浪費腐蝕引起環(huán)境污染腐蝕的危害腐蝕與防護的意義64材料腐蝕給國民經(jīng)濟帶來巨大損失腐蝕的危害腐蝕與防1鋼鐵工業(yè)－腐蝕掉如此多的鋼鐵每年腐蝕：大約10～20％的金屬年產(chǎn)量

2003年鋼產(chǎn)量世界：9.625億噸中國：2.2億噸 美國：0.914億噸

世界每年腐蝕掉的鋼>美國的鋼產(chǎn)量；中國一年被腐蝕掉的鋼=一個大型鋼鐵企業(yè)的年產(chǎn)量腐蝕造成的危害651鋼鐵工業(yè)－腐蝕掉如此多的鋼鐵每年腐蝕：大約10～202交通運輸：鐵軌、機車部件的腐蝕和磨蝕；飛機零部件的高溫腐蝕和應力腐蝕； 船舶在海洋環(huán)境中的腐蝕；鋼軌的銹蝕、磨損機車底架：側(cè)梁鉚釘頭被局部腐蝕穿透機車氣缸：氣缸套壁空泡腐蝕：9mm5mm，甚至穿透……帶來極大的事故隱患!2300萬噸x1%/年=23萬噸/年每年使用120萬噸：1/5被腐蝕腐蝕造成的危害662交通運輸：鐵軌、機車部件的腐蝕和磨蝕；鋼軌的銹蝕、磨海洋環(huán)境中：海水腐蝕介質(zhì)、海洋大氣腐蝕介質(zhì)、 海水沖刷、復雜波動載荷等；船舶腐蝕：船體銹蝕、螺旋槳葉片電偶腐蝕、 水線腐蝕、應力腐蝕等。腐蝕造成的危害67海洋環(huán)境中：海水腐蝕介質(zhì)、海洋大氣腐蝕介質(zhì)、腐蝕造成的危害13能源電力：水電有水輪機組的腐蝕、葉片空蝕； 火電有鍋爐和管道的腐蝕； 核電站高溫、輻照、液態(tài)金屬等腐蝕； 煤礦安全； 油氣開采和運輸造成設(shè)備和管道的腐蝕。腐蝕造成的危害683能源電力：水電有水輪機組的腐蝕、葉片空蝕；腐蝕造成的危害電力：高溫、高壓、高流速、高轉(zhuǎn)速 鍋爐、汽輪機、凝汽機、發(fā)電機、加熱器、水泵、管道100萬kw的電站：腐蝕停運—幾萬美元/天過熱器管腐蝕泄漏：蝕坑（針孔～10mm）

原因：鍋爐停用時大氣腐蝕造成局部銹點； 鍋爐運行時銹點處高溫腐蝕腐蝕造成的危害69電力：高溫、高壓、高流速、高轉(zhuǎn)速100萬kw的電站：腐蝕停煤礦：井下潮濕，水質(zhì)變化大 氧氣充分，多含SO2、CO、甲烷… 井下設(shè)備磨損嚴重煤礦井筒裝備：腐蝕速率0.17-0.25mm/y，平均壽命15年；排水管、離心泵在酸性井下水中的腐蝕；鋼軌、金屬支柱、支架的磨損和腐蝕…腐蝕造成的危害70煤礦：井下潮濕，水質(zhì)變化大煤礦井筒裝備：腐蝕速率0.17-0石油天然氣開采、集束和輸運：油氣田：O2、CO2、H2S、 地層水的腐蝕；長輸管道：內(nèi)部多相流動腐蝕、 外部土壤、微生物腐蝕海洋平臺、海底管道…腐蝕造成的危害71石油天然氣開采、集束和輸運：腐蝕造成的危害20塔里木油田某井油管腐蝕形貌圖腐蝕造成的危害72塔里木油田某井油管腐蝕形貌圖腐蝕造成的危害21含硫輸氣管線沿著焊縫開裂失效城市天然氣管道由于腐蝕造成的泄漏和爆炸腐蝕造成的危害73含硫輸氣管線沿著焊縫開裂失效城市天然氣管道由于腐蝕造成的泄漏4化工工業(yè)（石化、造紙等）金屬腐蝕造成設(shè)備的跑、冒、滴、漏可造成大量有毒的物質(zhì)泄漏，污染環(huán)境，危害人民的健康?；ぴO(shè)備：管道、鍋爐、儲存、閥門、冷凝；腐蝕造成的危害744化工工業(yè)（石化、造紙等）腐蝕造成的危害23導電電路絕緣層硅襯底元件結(jié)構(gòu)集成電路示意圖集成電路掃描電鏡照片1m6機械電子產(chǎn)品；腐蝕造成的危害75導電電路絕緣層硅襯底元件結(jié)構(gòu)集成電路示意圖集成電路掃描電鏡照7民生：自來水管的銹蝕；8環(huán)境污染…腐蝕造成的危害767民生：自來水管的銹蝕；腐蝕造成的危害25國外腐蝕損失調(diào)查結(jié)果腐蝕造成的危害77國外腐蝕損失調(diào)查結(jié)果腐蝕造成的危害26材料腐蝕帶來的經(jīng)濟損失約占國民生產(chǎn)總值的1.8～4.2％1975年美國腐蝕防護的意義78材料腐蝕帶來的經(jīng)濟損失約占國民生產(chǎn)總值的1.8～4.2％19通過普及腐蝕與防護知識，推廣應用先進的防腐蝕技術(shù)，腐蝕造成的經(jīng)濟損失可減少30％～40％。腐蝕損失與防護間關(guān)系的示意圖腐蝕防護的意義79通過普及腐蝕與防護知識，推廣應用先進的防腐蝕技術(shù)，腐每年僅腐蝕就造成經(jīng)濟損失：4%GDP材料服役失效造成的經(jīng)濟損失25-40%可以挽回2004年我國GDP＝13.7萬億元4%GDP損失＝5480億元可挽回＝1360～2100億元腐蝕防護的意義80每年僅腐蝕就造成經(jīng)濟損失：4%GDP材料服役失效造成的經(jīng)濟損腐蝕防護的意義不銹鋼的發(fā)明和應用：->硝酸和合成氨工業(yè)的發(fā)展美國阿波羅登月計劃：6%NO緩蝕劑避免儲存N2O4推進劑高壓容器的應力腐蝕破裂美國用30年（1947-1976）時間研究熔鹽原子能反應堆，但由于裂變產(chǎn)物對材料的腐蝕難以解決而放棄81腐蝕防護的意義不銹鋼的發(fā)明和應用：美國阿波羅登月計劃：材料腐蝕科學技術(shù)的發(fā)展春秋戰(zhàn)國18世紀金屬的氧化、溶解、鈍化19世紀鐵的鈍化膜形成歷程、金屬溶解的電化學本質(zhì)、腐蝕微電池特征、金屬在酸中溶解的動力學20世紀獨立學科，腐蝕歷程的基本電化學規(guī)律，腐蝕科學的基本理論：現(xiàn)代腐蝕科學青銅劍、箭鏃——含鉻表面涂層大漆——防腐涂料82材料腐蝕科學技術(shù)的發(fā)展春秋戰(zhàn)國18世紀金屬的氧化、溶解、鈍羅蒙諾索夫 金屬的氧化 （質(zhì)量不滅定律—推翻了“熱素”說）1790凱依爾 鐵在硝酸中的鈍化德.拉.里夫 金屬腐蝕微電池1833法拉第 電解定律——腐蝕量化計算 熱鍍鋅保護鋼板獲得專利1881卡楊捷爾 金屬在酸中的溶解動力學 鎳、鉻不銹鋼開始獲得實際應用材料腐蝕科學技術(shù)的發(fā)展1920-伊文思 腐蝕極化圖 瓦格納 混合電位理論 布拜 電位-pH圖 尤里格、方坦納、阿基莫夫、費魯姆金…… 83羅蒙諾索夫 金屬的氧化材料腐蝕科學技術(shù)的發(fā)展1920-材料腐蝕學科的新發(fā)展新機遇：先進的研究手段（HRTEM、AFM、XPS）

新材料和新的制備、加工技術(shù)新挑戰(zhàn)：服役環(huán)境更加苛刻腐蝕機理的需要深入研究新材料的腐蝕與防護材料腐蝕科學技術(shù)的發(fā)展84材料腐蝕學科的新發(fā)展新機遇：先進的研究手段（HRTEM、AF材料腐蝕學科的地位發(fā)達國家：科研實力強、科研人員多、科研投入大 美國腐蝕工程師協(xié)會（NACE） 經(jīng)費投入幾十億美元/年

我國：研究機構(gòu)多（各高校、中科院研究所）石油天然氣開發(fā)、石油化工、化學工業(yè)、船舶制造、航空航天、核能工業(yè)85材料腐蝕學科的地位發(fā)達國家：科研實力強、科研人員多、科研投入材料腐蝕的分類工業(yè)環(huán)境中的腐蝕自然環(huán)境中的腐蝕生物環(huán)境中的腐蝕大氣腐蝕土壤腐蝕淡水和海水腐蝕微生物腐蝕酸、堿、鹽溶液中的腐蝕工業(yè)水中的腐蝕熔鹽中的腐蝕石油天然氣的腐蝕液態(tài)金屬的腐蝕宇航環(huán)境核工業(yè)環(huán)境按材料所在環(huán)境86材料腐蝕的分類工業(yè)環(huán)境中的腐蝕自然環(huán)境中的腐蝕生大氣腐蝕大氣腐蝕所造成的金屬損失，約占金屬總腐蝕量的50％以上大氣腐蝕是金屬表面處于薄層電解液下的腐蝕，腐蝕過程服從電化學腐蝕的一般規(guī)律87大氣腐蝕大氣腐蝕所造成的金屬損失，約占金屬總腐蝕量的50％以土壤腐蝕土壤是由土粒、水、空氣、有機物等氣、液、固多種組分構(gòu)成的復雜的多相體系大多數(shù)金屬在土壤中的腐蝕為氧的去極化腐蝕88土壤腐蝕土壤是由土粒、水、空氣、有機物等氣、液、固多種組分構(gòu)海水腐蝕海水中含有大量氯離子，它能破壞鈍化膜，不銹鋼在海水中也要遭到嚴重的局部腐蝕海水的導電性好，腐蝕過程的電阻滯小，電偶腐蝕的影響范圍大如不加防護措施的話，海水中的青銅螺旋槳可引起遠達數(shù)十米處鋼質(zhì)船殼的腐蝕89海水腐蝕海水中含有大量氯離子，它能破壞鈍化膜，不銹鋼在海水中微生物腐蝕微生物的新陳代謝會產(chǎn)生酸、硫化物、氫等，能增加環(huán)境的腐蝕性可促進腐蝕的電極反應動力學過程改變金屬周圍氧的濃度，形成了氧濃差等局部腐蝕電池破壞保護性覆蓋層或緩蝕劑的穩(wěn)定性90微生物腐蝕微生物的新陳代謝會產(chǎn)生酸、硫化物、氫等，能增加環(huán)境局部腐蝕全面腐蝕均勻腐蝕不均勻腐蝕按材料腐蝕形態(tài)點蝕（孔蝕）縫隙腐蝕及絲狀腐蝕電偶腐蝕（接觸腐蝕）晶間腐蝕選擇性腐蝕91局部腐蝕全面腐蝕均勻腐蝕按材料腐蝕形態(tài)點蝕（孔蝕）40局部腐蝕(點蝕)均勻腐蝕全面腐蝕與局部腐蝕92局部腐蝕(點蝕)均勻點蝕（孔蝕）主要集中在某些活性點上，不斷向金屬內(nèi)部深處發(fā)展